DE3324757C2 - Vorrichtung zum Bohren und Verrohren eines vertikalen Bohrloches - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bohrung und Verrohrung von Förderlöchern und/oder Zuglöchern, insbesondere in mittelsteilen und starkfallenden undichten Kohlenflözen. Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Bohrloch von unten nach oben abschnittsweise gebohrt wird und zur Verhinderung der Verengung bzw. des Einsturzes des Bohrlochs während oder zwischen der Anfertigung der einzelnen Bohrabschnitte in das Bohrloch Futterrohre eingeschoben und dort festgehalten werden. Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Grundrahmen, sowie aus einer Bohrmaschine und einer Vorschubeinheit für die Bohrmaschine, die am Grundrahmen in vertikaler Richtung beweglich angeordnet sind, wobei neben dem Grundrahmen zum Anheben der Futterrohre eine aus vertikalen hydraulischen Arbeitszylindern und einer horizontalen Verbindungsplatte bestehende Vorschubeinheit vorgesehen ist und am oberen Teil des Grundrahmens horizontal angeordnete Festhaltevorrichtungen für die Bohrstange und die Futterrohre angebracht sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren und Verrohren eines vertikalen, von unten nach oben abschnittsweise gebohrten Bohrloches, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Vorrichtung ist insbesondere zum Bohren und Verrohren von Wetterbohrlöchern und/oder Förderbohrlöchern in stark geneigten und in steilen Kohlenflözen stark gestörter Lagerung vorgesehen.

Durch gewöhnliche Verfahren und Einrichtungen können in stark geneigten oder steilen Kohlenflözen stark gestörter Lagerung gebohrte Förderbohrlocher und/oder Wetterbohrlöcher nicht errichtet werden, weil dann das Bohrloch sehr schnell zugehen kann. Es ist jedoch bekannt (US-PS 41 79 001), das Bohrloch von unten nach oben abschnittsweise zu bohren und zur Verhinderung des Zubruchgehens des Bohrloches zwischen der Anfertigung der einzelnen Bohrabschnitte in das Bohrloch Futterrohre einzuschieben und dort festzuhalten. Dies erfolgt mit einer Vorrichtung, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art, wobei die Hubplatte für die Futterrohre an dem Bohrgestänge abgestützt ist und mittels der Vorschubeinheit des Bohrantriebes gemeinsam mit dem Bohrgestänge angehoben wird. Dadurch muß vor dem Hochheben des Futterrohres in der Bohrung das Bohrgestänge mit dem Bohrkopf jedesmal um einen Futterrohrabschnitt abgesenkt werden, damit der beim sich anschließenden gemeinsamen Hochschieben des Futterrohres und des Bohrkopfes für diesen der erforderliche Freiraum bis zur Bohrlochsohle vorhanden ist. Nach dem Einschieben des Futterrohres in das Bohrloch wird das Futterrohr an dessen unterem Ende von den Haltevorrichtungen festgehalten. Dann muß die Hubplatte von dem Bohrgestänge abmontiert werden, bevor weitergebohrt werden kann, und kann erst nach dem Herstellen des nächsten Bohrlochabschnittes wieder an das Bohrgestänge zum Nachschie ben des nächsten Futterrohres angebaut werden. Überdies kann durch das Anbringen der Hubplatte an dem Bohrgestänge das Futterrohr nicht während des Bohrens nachgeschoben werden, was jedoch für solche

ίο Bohrlöcher, die sehr leicht zubruchgehen. erwünscht ist Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildeten Art so weiterzubilden, daß ein Zubruchgehen ies Bohrloches in zeitlich und energetisch effektiver Weise auch in Flözen sehr stark gestörter Lagerung verhindert werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen- stand jeweils der Ansprüche 2 und 3.

Da gemäß der Erfindung das Futterrohr von dem Bohrgestänge unabhängig in das Bohrloch eingeschoben werden kann, ist das möglich, das Zugehen oder Zubruchgehen des Bohrloches dadurch zu verhindern, daß ein Futterbohrabschnitt der Bohrkrone unmittelbar oder in geringem Abitand folgt was nicht nur unmittelbar nach Beendigung der einzelnen Bohrabschnitte, sondern auch während des Bohrens durchgeführt werden kann.

Dadurch können die Futterrohre in den jeweils angefertigten Bohrabschnitt eingeschoben werden, bevor das Bohrloch zubruchgeht oder sich verengt

Die Erfindung wird ausführlicher anhand der Zeichnung erläutert, in welcher einige Ausführungsbeipiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Atisführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Seitetinsicht in der Anfangsphase des Bohrens,

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit modifizierten Haltevorrichtungen für das Bohrgestänge und die Futterrohre, und

F i g. 3 die Ausführungsform nach F i g. 1 in einer späteren Arbeitsphase des Bohrens, bei Anwendung eines gestuf ten Verrohrens.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind an einem Grundrahmen 1 ein Bohrantrieb 2 und eine Vorschubeinheit 3 für den Bohrantrieb 2 angeordnet die jeweils in an dem Grundrahmen 1 befestigten vertikalen Schlittenführun gen geführt sind. An der Seite des Grundrahmen.» 1 sind zwei vertikale hydraulische Hubmotoren 4 zum Bewegen, d. h. zum Anheben einer Hubplatte 5 mit einem auf diese Hubplatte aufgesetzten Futterrohr 6 angeordnet Im Inneren der schon angehobenen, hochgeschobenen Futterrohre 6 befindet sich das abschnittsweise verlängerbare Bohrgestänge 7, an dessen oberem Ende ein zusammengesetzter, mehrteiliger Bohrkopf 8 angeschlossen ist Zum gemeinsamen Festhalten des Bohrgestänges 7 und der Futterrohre 6 sind am oberen Teil des Grundrahmens 1 horizontal ausgerichtete Arbeitszylinder 9 vorgesehen, auf deren Kolbenstangen Riegel 10 aufgeschraubt sind, die durch in den Futterrohren 6 ausgebildeten Fenster hindurchragend ein sicheres Ergreifen bzw. Festhalten des angehobenen Bohrgestänges 7 und der angehobenen Futterrohre 6 gewährleisten.

Die Arbeitszylinder 9 können sowohl pneumatisch als auch hydraulisch betätigbar sein und können auf drei verschiedene Positionen eingestellt werden. Bei einge-

3 4

fahrener Kolbenstange gibt es keine Verriegelung, bei wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden,
voll ausgefahrener Kolbenstange wird sowohl das Bohr- Auf die Hubplatte 5 wird nun das nächste Futterrohr

gestänge 7 als auch das Futterrohr 6 festgehalten, wäh- 6 aufgesetzt und im Inneren dieses Futterrohres wird

rend in der Mittellage nur das Futterrohr 6 festgehalten der dritte Bohrgestängeabschnitt 7 angeordnet
wird. 5 Der dritte Bohrgestängeabschnitt 7 wird, wie schon

Bei einer anderen Ausführungsform, die in F i g. 2 dar- beschrieben, mit dem zweiten Bohrgestängeabschnitt 7

gestellt ist, sind in den Futterrohren 6 keine Fenster · verbunden, wonach das Futterrohr 6 bis zum Anschlag

ausgebildet, sondern die Futterrohre 6 sind mit Hilfe an dem untersten bereits hochgeschobenen Futterrohr

von von Arbehszylindern 12 betätigten Klemmbacken angehoben und mit Hilfe von nicht dargestellten Mitteln

13 gehalten, wohingegen das Bohrgestänge 7 mit Hilfe io damit verbunden wird. Jetzt werden die Haltevorrich-

von gesonderten Arbeitszylindern 14 betätigten Riegeln tung entriegelt und die ganze Futterrohrrcihe mit Hilfe

festgehalten bzw. verriegelt werden. Diese Ausfüh- der Hubplatte 5 bzw. der hydraulischen Hubmotoren 4

rungsfonn ist besonders bei sehr lockeren Flözen von hochgeschoben. In dieser Weise wird nun auch der

Vorteil, wenn verhindert werden soll, daß das lockere zweite Bohrlochabschnitt ausgebaut Mit Hilfe der Rie-

Material durch die Fenster 11 in das Innere der Futter- 15 gel 10 wird nun das leizte Futterrohr 6 festgehalten, die

rohre hineindringt Hubplatte 5 wird in die Ausgangslage zurückgeführt,

Aus F i g. 3 ist praktisch die gleiche Einrichtung er- und es kann mit dem Bohren des nächsten Bohrlochabsichtlich wie aus Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, Schnitts begonnen werden. Von hier ab wiederholt sich daß das Verrohren hier durch die Verlegung von Futter- der Vorgang in beliebiger Länge bzw. solange wie es die rohrabschnitten mit immer kleineren Durchmessern er- 20 Gebirgeverhältnisse zulassen.

folgt Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Reihe der FaDs das Bohrloch sehr lang ist ist es 7weckmäßiger,

inneren Futterrohre 6 innerhalb der Reihe der schon ein gestuftes Verrohren durchzuführen, wie es in F i g. 3

verlegten äußeren Futterrohre 6' hochgeschobsn wird. angedeutet ist Bei dieser Variante wird zuerst nach der

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: schon beschriebenen Methode ein erster Bohrlochab-

In den Bohrantrieb 2 wird der erste Bohrgestängeab- 25 schnitt rnit einer bestimmten Bohrlänge angefertigt,

schnitt 7 eingespannt, dann wird der Bohrkopf 8 aufge- dann wird dieser Abschnitt in der entsprechenden Län-

setzt, der Motor und die Vorschubeinheit 3 des Bohran- ge mit Futterrohren 6' größeren Durchmessers (im Falle

triebes 2 werden inganggesetzt und somit wird ein von mehreren Stufen mit den Futterrohren größten

Bohrlochabschnitt entsprechend der Länge des ersten Durchmessers) ausgebaut Das Verrohren mit den Fut-

Bohrgestängeabschnittes 7 von unten nach oben in das 30 terrohiren kleineren Durchmessers wird folgenderma-

Kohlenflöz hineingebohrt Ben durchgeführt: Das Verfahren spielt sich ähnlich ab.

Nach Beendigung des ersten Bohrvorgangs wird das wie schon beschrieben, lediglich das Bohren wird so Bohrgestänge 7 von den Riegeln 10 festgehalten, wäh- lange nicht fortgesetzt bis die Reihe der inneren Futterrend der Bohrantrieb 2 und die Vorschubeinheit 3 in die rohre 6 kleineren Durchmessers die Länge der Futter-Ausgangslage zurückgeführt werden. Danach wird auf 35 rohrreihe größeren Durchmessers erreicht, genauer geuie Hubplatte 5 ein erstes Futterrohr S (eventuell ent- sagt bis das oberste eingeschobene Futterrohr etwa 20 sprechend der Länge des Bohrlochabschnitts mehrere bis 60 cm von dem Bohrkopf 8 entfernt ist. Von nun an Futterrohre) aufgesetzt und innerhalb dieses Futterroh- wird das Bohren und Verrohren in der schon erläuterten res 6 wird auch der nächste Abschnitt des verlängerba- Weise in der gewünschten Länge dieses Abschnitts fortren Bohrgestänges 7 angeordnet Jetzt wird dieser zwei- 40 gesetzt Die äußeren Futterrohre 6' größeren Durchte Bohrgestängeabschnitt 7 mit Hilfe der Vorschubein- mes^ers werden dabei von der sich zusammenpressenheit 3 mit dem ersten Bohrgestängeabschnitt 7 bzw. mit den Kohle festgehalten, also brauchen nur die inneren dem Bohrantrieb 2 verkuppelt, die aus den Arbeitszylin- Futterrohre 6 mittels der Riegel 10 festgehalten zu werde rn 9 und den Riegeln 10 bestehende Haltevorrichtung den. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß hier beim wird entriegelt und das erste Futterrohr 6 wird mit Hilfe 45 Hochschieben nicht die auf die ganze Futterrohrreihe der Hubplatte 5 bzw. der hydraulischen Hubmotoren 4 wirkenden Druck- bzw. Reibungskräfte zu überwinden in das Bohrloch hineingeschoben und schließlich in der sind, da die äußeren Futterrohre 6' in ihrer Lage verbleigeeigneten Lage von den in die Fenster 11 hineinragen- ben und nur die Futterrohre 6 in diesen Bohrlochabden Riegeln 10 festgehalten. Somit können die Hubmo- schnitten hochgeschoben werden,
toren 4 in ihre Ausgangslage zurückkehren. Die Halte- so In den einzelnen Futterrohren 6 können — wie aus vorrichtungen für das Bohrgestänge 7 und für die Fut- F i g. 1 und 2 ersichtlich — Führungen 20 zum Führen terrohre 6 können entsprechend F i g. 2 auch gesonderte des Bohrgestänges 7 vergesehen sein.

Arbeitszylinder 12,14 sein, wobei auch die Arbeitszylin-

der 12 zum Halten der Futterrohre 6 ohne Fenster 11 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
mit Klemmbacken 13 versehen sind. 55

Beim Verrohren soll darauf geachtet werden, daß der
einem Bohrlochabschnitt zugeordnete Futterrohrabschnitt keineswegs länger sein darf, als de* Bohrgestänge 7, damit der Bohrkopf 8 nicht aus dem Bohrgestänge
herausgerissen wird eo

Nach dem Verrohren, d. h. dem Ausbauen des ersten
Bohrlochabschnitts kann das Bohren des zweiten Bohrlochabschnitts durchgeführt werden. Wenn dieser zweite Bohrlochabschnitt fertig ist, wird der untere Teil des
zweiten Bohrgestäugeabschnitts 7 von den Riegeln 10 35
ergriffen, die gleichzeitig auch das Futterrohr (die Futterrohre) im ersten Bohr jochabschnitt festhalten. Jetzt
können der Bohrantrieb 2 und die Vorschubeinheit 3

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bohren und Verrohren eines vertikalen, von unten nach oben abschnittsweise gebohrten Bohrloches, mit einem Bohrantrieb, der in einem Grundrahmen mittels einer Vorschubeinheit vertikal bewegbar angeordnet ist, einer horizontalen Hubplatte zum Anheben von Futterrohren und mit Haltevorrichtungen am oberen Teil des Grundrahmens zum Halten des angehobenen Futterrohres und zum Halten des angehobenen Bohrgestanges zum Unterbaren eines Bohrgestängeabschnittes, dadurch geicennzeichnet, daß die Hubplatte (5) für die Futterrohre (6) auf vertikalen hydraulischen Hubmotoren (4) unabhängig von dem Bohrantrieb (2) abgestützt ist und daß die Haltevorrichtungen aus horizontal ausgerichteten Arbeitszylindern (9,12,14)/»estehen, die mit ihren Kolbenstangen an dem Fuuerehr (6) bzw. dem Bohrgestänge (7) angreifen.

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Futterrohr (6) und dem Bohrgestänge (7) gemeinsame Arbeitszylinder (9) zugeordnet sind, die mit ihren Kolbenstangen durch Fenster (11) im Futterrohr (6) hindurchgreifen und über Klemmbacken (10) an dem Bohrgestänge (7) angreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f Gr das Futterrohr (6) und das Bohrgestänge (7) gesonderte Arbeitszylinder (12,14) vorgesehen sind, die über Klemmbacken (13, 15) an dem Futterrohr (6) bzw. dem bohrgestänge (7) angreifen.